PRACTICA 4: Métodos de separación de mezclas.
Nombre de los integrantes:
-Abel Soto Valdez http://3eabelsotov36.blogspot.mx/
-Andrea Terrones Ruvalcaba http://3eandreaterronesr.blogspot.mx/p/practica-1.html
-Adlair Gabriel Torres Nieto http://www.3egabrieltorresn38.blogspot.mx/
-Jessica Tovar López http://www.3ejessicatovarl39.blogspot.mx/
-Karen Adriana Valdez Germez http://3ekarenvaldezg40.blogspot.mx/
-Itzel de Lourdes vega Quesada http://itzelvq.blogspot.mx/p/blog-page.html
-Joselyn Zacarías Chávez http://3ejoselynzacarias.blogspot.mx/
-Isaac Gonzalo Zapata Bernal http://www.3eisaaczapatab43.blogspot.mx/
1a. Parte: Cristalización
Fecha:
20/10/2015
Objetivo:
Obtener un gran cristal de sulfato de cobre a partir de una disolución sobresaturada.
Hipótesis:
Inicialmente tendremos que disolver 5 gr de cobre en 20 ml de agua, deabido a que la solubilidad del sulfato de sodio es de 5 gr en 20 ml de agua a 20°C , y ya que tenemos que echarles otros 3 gr de sulfato de sodio en esa misma cantidad agua, lo que tendremos que hacer es calentar la disolución para así poder disolver otros 3 gr de sulfato de cobre, y una vez disuelto, le sembraremos un cristal en la disolución para que así cuando lo dejemos reposar mucho tiempo, dicho cristal ayude a que el proceso de cristalización sea más rápido, y ya que lo dejaremos reposando mucho tiempo, lo que pasara sera que el agua se evaporara y dejara solo el sulfato de cobre en sus estado original, en forma de cristal.
Investigación:
Explica en qué consiste la cristalización como método de separación y su uso en la industria. ¿Cómo se forman los cristales en la naturaleza?
La cristalización es un proceso por el cual a partir de un gas, un líquido o una disolución, los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal. La cristalización se emplea con bastante frecuencia en Química para purificar una sustancia sólida.
La operación de cristalización es el proceso cual se separa un componente de una solución liquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan.
La cristalización permite separar sustancias que forman un sistema material homogéneo por ejemplo: el agua potable es una solución formada por agua y sales disueltas en ella. Los tres métodos más conocidos son: Evaporación o capitalización, cromatografía y destilación. La operación de cristalización es el proceso por medio del cual se separa un componente de una solución líquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan. Es una operación necesaria para todo producto químico que se presenta comercialmente en forma de polvos o cristales, ya sea el azúcar o sacarosa, la sal común o cloruro de sodio.
En la industria del azúcar:
La cristalización se realiza en los tachos, que son aparatos a simple efecto que se usan para procesar la meladura y mieles con el objeto de producir azúcar cristalizada mediante la aplicación de calor. El material resultante que contiene líquido y cristales se denomina masa cocida. Esta mezcla se conduce a un cristalizador, que es un tanque de agitación horizontal equipado con serpentines de enfriamiento. Aquí se deposita más sacarosa sobre los cristales ya formados, y se completa la cristalización.
Obtención de arpirina:
Básicamente, se trata ácido salicílico con anhídrido etanoico (el compuesto alifático) en un medio ácido (ácido sulfúrico, normalmente), donde los protones actúan de catalizador de la reacción.
Ambos reactivos se calientan al baño María durante un tiempo conveniente. Finalmente se deja enfriar, observándose la cristalización del producto (ácido acetilsalicílico), que es en realidad un éster.
Winterización:
La winterización se emplea para obtener un aceite de mayor nitidez, que no presente turbios (debido a la suspensión de un precipitado fino) durante el almacenamiento. Consiste en separar del aceite las sustancias con punto de fusión elevado (estearinas, glicéridos muy saturados, ceras y esteroles) que provocarían turbidez y precipitaciones en el aceite al encontrarse este a baja temperatura.
Generalmente se realiza por enfriamiento rápido del aceite con agua fría o equipos frigoríficos, con lo que se consigue la cristalización de los compuestos que queremos eliminar.
Estos sólidos (las “estearinas”) se separan de las “oleínas” por filtración o centrifugación.
Comúnmente, se somete al aceite a un enfriamiento rápido hasta 5°C y se mantiene durante 24 horas.
Como se crean los cristales en la naturaleza:
Los cristales se forman debajo de la superficie de la Tierra. La creación ígnea se produce cuando los minerales se cristalizan a partir de fusión de rocas. La creación metamórfica se produce cuando los minerales se forman debido a la presión excesiva y al calor excesivo. Los minerales sedimentarios se forman por la erosión y la sedimentación. El agua, la temperatura, la presión y la buena fortuna, juegan un papel en la creación de cristales.
Fuentes:
Material:
1 vaso de precipitado 250 ml
Agitador
Mortero con pistilo.
1 vaso desechable
Hilo
Masking tape.
Sustancias:
Sulfato de cobre (II): su solubilidad es de 5 gr en 20 ml a 20ºC
Procedimiento:
Calienta 20 ml de agua sin que llegue al hervor.
Pesa la cantidad NECESARIA de sulfato de cobre para hacer una disolución sobresaturada con el agua caliente; ya lista vacíenla en el vaso desechable.
Seleccionen un cristal pequeño y amárrenlo a un hilo. Cuando la disolución esté fría diseñen un mecanismo para que el cristal quede flotando en ella y déjenlo por varios días.
Recuperen y saquen los cristales de sulfato de cobre que serán nuevamente almacenados.
Permitan que el resto de la disolución se evapore para que rescaten lo más posible y no se desperdicie esta sustancia.
Observaciones:
-Primero en el vaso de precipitado introdujimos 20 ml de agua.
-Preparamos 5 gr de sulfato de cobre, y después los pusimos en el mortero con pistillo para así molerlo.
-Después disolvimos el sulfato de cobre en el agua, para así ponerlo a calentar, y mientras se calentaba, preparamos otros 3 gr de sulfato de cobre.
-Antes de que comenzara a hervir, apagamos el mechero, le introdujimos 3 gr de sulfato de cobre y los disolvimos, una vez hecho eso, vertimos la disolución en el vaso de plástico y fuimos afuera para que se enfriara.
-Una vez que se enfrió la mezcla, atamos un cristal con el hilo y lo colocamos en el recipiente de una manera que se quedara tocando sólo la parte superior de la mezcla y lo sujetamos con el masking tape.
-Lo dejamos reposar por varios días.
-Después de dejarlo reposar muchos días, gran parte del agua se evaporo dejando en su mayoría el sulfato de cobre en forma de cristales, tal y como es el proceso de cristalización.
Análisis:
¿por qué es conveniente sembrar el cristal en una mezcla saturada y sólida?
Para así poder acelerar el proceso de cristalización en la mezcla
¿Hay alguna relación entre la cristalización que se lleva a cabo en la naturaleza y la que realizaron en el laboratorio?
En ambos procesos, se evapora el liquido dejando solo al componente solido en forma de cristal, por ejemplo el agua de mar, se evapora, dejando sola a la sal.
Da 3 ejemplos de mezclas que existan en la vida cotidiana y que podrían separar a través de este método.
Agua con azúcar, camote y agua con sal
Conclusión:
Debido a que dejamos reposar la disolución muchos días y el sulfato de sodio regreso en forma de cristal como estaba originalmente, concluimos que es gracias a que inicialmente la sustancia que disolvimos en el agua era solida y cristalina, y al dejarla reposar varios días y con un cristal sembrado en dicha mezcla, se iba terminar evaporando el agua dejando solo el sulfato de sodio de nuevo en su forma original, y de esa manera es como se emplea el método de cristalización para separar mezclas líquido-solido.
2a. Parte: Extracción y cromatografia
Fecha:
22/10/2015
Objetivo:
22/10/2015
Objetivo:
Aplicar los métodos de extracción y cromatografía en mezclas homogéneas.
Hipótesis:
Debido a la porosidad y propiedades absorbentes del gis y el papel filtro agregados en la mezcla, van a terminar absorbiendo la acetona de la sustancia separando gran parte de dicha sustancia de la mezcla, y en el segundo caso debido a la propiedad absorbente del papel filtro, va a absorber el agua y debido a que la tinta de los plumones es de agua se va a terminar distribuyendo la tinta por todo el papel filtro.
Investigación:
En qué consisten los métodos de extracción y cromatografía. Usos en la vida cotidiana.
Extracción:
La extracción es la técnica empleada para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o para aislarlo de sus fuentes naturales. Puede definirse como la separación de un componente de una mezcla por medio de un disolvente.
En la práctica es muy utilizada para separar compuestos orgánicos de las soluciones o suspensiones acuosas en las que se encuentran. El procedimiento consiste en agitarlas con un disolvente orgánico inmiscible con el agua y dejar separar ambas capas. Los distintos solutos presentes se distribuyen entre las fases acuosas y orgánica, de acuerdo con sus solubilidades relativas.
De este modo, las sales inorgánicas, prácticamente insolubles en los disolventes orgánicos más comunes, permanecerán en la fase acuosa, mientras que los compuestos orgánicos que no forman puentes de hidrógeno, insolubles en agua, se encontrarán en la orgánica.
Usos:
En la industria puede utilizarse en la recuperación del etanol de procesos de fermentación, separación de compuestos inorgánicos como ácido fosfórico, ácido bórico e hidróxido de sodio, recuperación de compuestos aromáticos, refinación de aceites lubricantes y disolventes, en la extracción de productos que contienen azufre, obtención de ceras parafínicas, desulfuración de productos petrolíferos, productos farmacéuticos por ejemplo en la obtención de la penicilina y la obtención de metales costosos, por ejemplo como uranio-vanadio.
Una de las funciones que se le da en la vida cotidiana a este método es el lavado de ropa, ya que la ropa sucia se considera una mezcla entre la mugre y la ropa, y tal y como es en este método se necesita que en la mezcla haya un elemento soluble en este caso la mugre, uno que no sea soluble, en este caso la ropa, y un elemento que cumpla el papel de disolvente, en este caso es el agua con la que se lava la ropa, y justo como es en el proceso de extracción, se pone la mezcla en el disolvente, disolviendo el componente soluble y dejando solo al componente insoluble.
Cromatografia:
La cromatografía es uno de los principales métodos para la separación de especies químicas estrechamente relacionadas en mezclas complejas. La cromatografía es un método físico de separación basado en la distribución de los componentes de una mezcla entre dos fases inmiscibles, una fija o estacionaria y otra móvil.
En todas las separaciones cromatográficas la muestra se disuelve en una fase móvil, que puede ser un gas un líquido o un fluido supercrítico. Esta fase móvil se hace pasar a través de una fase estacionaria inmiscible, la cual se mantienen fija en una columna o sobre una superficie sólida. Las fases se eligen de tal forma que los componentes de la muestra se distribuyen de modo distinto entre la fase móvil y la fase estacionaria. Aquellos componentes que son retenidos con más fuerza por la fase estacionaria se mueven lentamente con el flujo; por el contrario los componentes que unen débilmente a la fase estacionaria, se mueven con rapidez. Como consecuencia de la distinta movilidad, los componentes de la muestra se separan en bandas discriminadas que pueden analizarse cualitativa y/o cuantitativamente.
Usos:
Puede usarse para los análisis químicos, un ejemplo de esto es la orina. La orina se coloca en un tubo de ensayo y se coloca el papel filtro para realizar la cromatografía y separar los compuestos de la orina. Y la misma técnica se utiliza para descubrir si se consumió drogas o no.
Puede usarse para los análisis químicos, un ejemplo de esto es la orina. La orina se coloca en un tubo de ensayo y se coloca el papel filtro para realizar la cromatografía y separar los compuestos de la orina. Y la misma técnica se utiliza para descubrir si se consumió drogas o no.
En la industria puede utilizarse en la tecnología de alimentos y productos naturales, puede realizarse la caracterización de Aceites Esenciales y Aromas, los cuales son empleados en la elaboración de saborizantes, aromatizantes, licores, perfumes, artículos de aseo, y como materias primas para productos farmacéuticos; en el control ambiental, dentro de los contaminantes posibles de ser estudiados están: los hidrocarburos aromáticos, BTEX, pesticidas organoclorados y organo-fosforados en muestras de aguas superficiales, subterráneas, suelos y lodos; en la química forense, es posible la aplicación de la cromatografía de gases y la espectrometría de masas en la detección y cuantificación de analitos de interés en la química forense. Por ejemplo la determinación, cuantificación de alcohol en sangre, análisis de licores, entre otros.
Fuentes:
http://www.quimicaorganica.net/extraccion.html
https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070626183133AA7nkLT
http://www.ecured.cu/index.php/Extracci%C3%B3n_L%C3%ADquido-L%C3%ADquido#Aplicaciones
http://laboratoriotecnicasinstrumentales.es/cromatografa
https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20130520160033AAh9wts
http://www.unsaac.edu.pe/centrosproduccion/laboratorio/aplicaciones.php
Material:
Embudo de plástico.
2 Vasos de precipitado.
2 Papel filtro (de los que se utilizan en las cafeteras eléctricas).
1 Gis poroso color blanco.
Plumones de agua: negro, morado, rojo.
Cubrebocas.
Espinaca
Sustancias:
Acetona
Agua
Procedimiento:
En el mortero, machaquen 3 hojas de espinaca con un poco de acetona. Luego filtren la mezcla en el vaso de precipitado utilizando el embudo y el papel filtro.
Una vez que tienen la disolución de acetona y espinaca en el vaso, coloquen en el centro el gis de forma vertical y déjenlo reposar. Registren sus observaciones.
Por otro lado, en la tira de papel filtro, pinten en uno de los extremos puntos con los plumones separados por más de 1 cm entre uno y otro
Enrollen el papel, formando un cilindro y colóquenlo en un vaso de precipitado que tenga un poco de agua. Dejen reposar y registren sus observaciones.
Observaciones:
-Primero, con el mortero machacamos la espinaca y cuando la maestra lo indico, agregamos acetona, y seguimos machacando, hasta que finalmente la maestra nos indico que la mezcla estaba terminada.
-Después doblamos el papel filtro a manera de que cubriera el interior del embudo por donde se filtraría la mezcla, y de esa manera pudimos filtrar la mezcla a través del embudo en el vaso de precipitado.
-Una vez filtrado la mezcla en el vaso de precipitado, colocamos el gis en el centro del vaso de precipitado de manera vertical y colocamos el papel filtro dentro del vaso de precipitado recargado en los bordes del vaso de precipitado, y los dejamos reposar.
-Después de dejarlos un rato reposando, notamos que tanto el gis como el papel filtro habían absorbido una parte de la mezcla y ambos quedaron de un color verdoso.
-Por otro lado, en 3 tiras de papel filtro, pintamos puntos en cada uno de los extremos de las tiras puntos de colores en una rojo, en la otra negro y en la ultima morado. Le echamos medio centímetro de altura de agua al vaso de precipitado, y colocamos las tiras de una en una de la misma forma que lo habíamos colocado antes en el anterior recipiente y notamos que el color se iba dispersando conforme íbamos colocando las tiras, y lo dejamos reposando.
-Después de dejarlos un rato reposando, observamos como los colores se habían dispersado totalmente alrededor de la hoja de papel.
Análisis:
En el caso de las espinacas y la acetona ¿Qué propiedades ayudaron para poder separar los colores?
Solubilidad, absorción y porosidad
En el caso del gis y los colores ¿Qué propiedades de la materia ayudaron a poder separar los colores?
Solubilidad, absorción y porosidad
Gracias a la porosidad y absorción de materiales como el gis y el papel filtro,se pueden colocar dentro de una mezcla, y ser la superficie porosa, pero dicha mezcla en la que se agreguen, debe tener una fase móvil en este caso sería la acetona, y una fase estacionaría que en este caso sería la espinaca, y cumpliendo estas 3 fases es que se puede hacer el método de separación de cromatografia. Por otro lado en el segundo caso, también fue un proceso de cromatografia, debido a que se tenía la fase estacionaria, en este caso la tinta de los plumones, la superficie porosa, en este caso el papel filtro, y el disolvente, en este caso el agua.
Sublimación de Naftalina:
-Se introdujo la naftalina en estado solido en un vaso de precipitado, y dicho vaso se coloco en un soporte universal con un mechero de bunsen debajo. Antes de encender el mechero, encima del vaso de precipitado se coloco una capsula de porcelana con un hielo en su interior, una vez colocado, se prendió el mechero.
-Al calentarse la naftalina, observamos como no paso a estado liquido, sino más bien a estado gaseoso, y observamos como en las paredes del cristal se iban quedando unos puntos brillantes parecidos a la brillantina.
-Después de un buen rato de haber dejado calentando la naftalina, en la parte de abajo de la capsula de porcelana, la parte que se encontraba en contacto con la naftalina en estado gaseoso, se observaba en ella una especie de cristales, los cuales al apagar el mechero y quitar la capsula de ahí, observamos como se habían formado muchos de ellos.
Sublimación del Yodo:
-Se introdujo el yodo en estado solido en un vaso de precipitado, y dicho vaso se coloco en un soporte universal con un mechero de bunsen debajo. Antes de encender el mechero, encima del vaso de precipitado se coloco una capsula de porcelana con un hielo en su interior, una vez colocado, se prendió el mechero.
-Al calentarse el yodo, observamos como no paso a estado liquido, sino más bien a estado gaseoso, y observamos como las paredes del cristal se iban tornando de un color morado y se formo una mancha cafesosa, además, en la superficie del vaso de precipitado donde se encontraba el yodo, se comenzó a tornar de un color negro.
-Después de un buen rato de haber dejado calentando el yodo, en la parte de abajo de la capsula de porcelana, la parte que se encontraba en contacto con el yodo en estado gaseoso, se observaba en ella una especie de manchas negras.
-Cuando apagamos el mechero proseguimos por quitar la capsula de porcelana y observamos como se habían formado unas manchas negras, en la parte que estuvo en contacto con el yodo, en estado gaseoso.
Conclusión:
Es debido a que tanto el yodo como la naftalina son las únicas sustancias que se pueden sublimar, que ocurrió este fenómeno en el que al poner a calentarlos en su estado sólido, ninguna paso al estado líquido e instantáneamente se pasó al estado gaseoso, y fue gracias al hielo que estaba en la capsula de porcelana que se formaron los cristales en el caso de la naftalina y manchas negras en el caso del yodo, debido a que al estar en contacto con la temperatura fría del hielo se congelaron y solidificaron justo en la parte de la capsula de porcelana que estaba en contacto con las sustancias en estado gaseoso.
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